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Quelle Calculatrice programmable Choisir 2020
(index des épisodes)

Episode 0 - Liste des participants

Tu rentres au lycée ou prévois de changer de calculatrice ? Il te faut donc une calculatrice graphique avec mode examen. La calculatrice graphique c'est comme ton smartphone. C'est ton outil numérique personnel qui t'accompagnera jusque dans la salle d'examen, car à la différence d'un smartphone elle ne dispose pas des possibilités de communication sans fil strictement interdites.

Comme chaque année depuis la rentrée 2015, nous te préparons une série de tests aboutissant à un classement des meilleures calculatrices graphiques conformes à la réglementation actuelle, et ce qu'elles soient disponibles sur le marché du neuf ou de l'occasion. Comme à l'habitude, ce classement sera ponctué de plusieurs recommandations selon les différentes orientations.
Plusieurs nouveaux protocoles de tests bien plus précis ont été conçus pour cette année, tu verras ça.

Un classement qui chez nous est totalement désintéressé. Contrairement à d'autres sites de classement nous ne sommes pas vendeurs et n'avons à coeur que de te conseiller au mieux de tes besoins et intérêts, puisque c'est ensuite nous qui pendant toute l'année scolaire aiderons à l'utilisation de ces modèles tous constructeurs confondus.

Les situations sont assez diverses concernant l'utilisation de la calculatrice à partir de cette année, en fonction des orientations décidées pour la Première puis pour la Terminale :

• calculatrice autorisée en mode examen aux épreuves terminales des spécialités scientifiques du Baccalauréat Général et Technologique (Mathématiques, Physique-Chimie, ...)
• calculatrice autorisée en mode examen aux épreuves communes scientifiques de contrôle continu en Première et Terminale du Baccalauréat Général et Technologique (Mathématiques, Physique-Chimie, Enseignement Scientifique, ...)
• calculatrice normalement autorisée en mode examen aux devoirs surveillés censés te préparer à ces épreuves dans ces mêmes enseignements
• et enfin pour les seuls enseignements non concernés par des épreuves terminales ou communes l'enseignant fait ce qu'il veut, pouvant autoriser la calculatrice avec ou sans mode examen

Nous tiendrons donc compte des capacités de la calculatrice à la fois en mode examen et hors mode examen.

Attention, le mode examen qui sera donc activé pour la première fois de façon nationale aux épreuves d'examens 2020-2021, t'empêche d'utiliser plusieurs fonctionnalités de ta calculatrice :

• il interdit l'accès à toutes les fonctionnalités non officielles, c'est-à-dire en gros à tout ce que tu as pu rajouter par toi-même
• et sur certains modèles il verrouille de plus l'accès à certaines fonctionnalités officielles pourtant présentes à l'achat et parfois même décrites au verso de l'emballage

Tous les modèles ne se valent pas non plus, nombre d'entre eux conviennent mieux à certaines orientations que d'autres, et le plus cher n'est absolument pas une garantie du meilleur choix.
Contrairement à tes prédécesseurs il te sera de plus impossible de lisser ces inégalités ou corriger un mauvais choix en téléchargeant des programmes gratuits chez nous, car ils seront rendus inaccessible par le mode examen.

Il est donc essentiel pour toi de faire dès maintenant le choix du bon modèle en fonction de tes hypothèses d'orientation future, afin d'éviter d'avoir à repayer pour une deuxième calculatrice en cours de scolarité.

Nous aurions aimé inclure à ce classement au moins en préversion la mise à jour rajoutant Python aux TI-Nspire CX II qui devait initialement sortir pour septembre 2020, ainsi que celle pour HP Prime, d'où son lancement un peu tardif.

Jusqu'à présent nous n'avons hélas pas pu obtenir de réponse favorable, peut-être du retard a-t-il été pris à cause de l'épidémie...

Mais nous mettrons à jour les tests concernés déjà publiés si jamais nous obtenons des mises à jour en privé ou en public d'ici la rentrée, ainsi qu'à la rigueur encore pendant le mois de septembre (période d'acquisition).

Les calculatrices en compétition dans notre classement cette année sont donc au nombre de 26 :

• Casio fx-92+ Spéciale Collège
• Casio Graph 25+E - version logicielle 2.09
• Casio Graph 25+E II - version logicielle 2.20
• Casio Graph 35+E - version logicielle 2.10
• Casio Graph 35+E II - version logicielle 3.30
• Casio Graph 75+E - version logicielle 2.09
• Casio Graph 90+E - version logicielle 3.40
• Casio fx-CP400+E - version logicielle 2.01.7000
• HP Prime - édition matérielle G2 - version logicielle 14433
• NumWorks - édition matérielle N0110 - version logicielle 14.4.0
• Esquisse GCEXFR
• Lexibook GC3000FR
• TI-82 Advanced - version logicielle 5.0
• TI-84 Plus T - version logicielle 5.1
• TI-83 Premium CE - version logicielle 5.5.1 5.5.2
• TI-83 Premium CE Edition Python - version logicielle 5.5.1 5.5.2
• TI-84 Plus CE-T - éditions matérielles M+ - version logicielle 5.5.5 5.6
• TI-84 Plus CE-T Python Edition - version logicielle 5.5.5 5.6
• TI-Nspire - version logicielle 3.9.0.463 (avec clavier Nspire uniquement, le clavier 84 Plus n'étant pas conforme)
• TI-Nspire TouchPad - version logicielle 3.9.0.463 (avec clavier Nspire uniquement, le clavier 84 Plus n'étant pas conforme)
• TI-Nspire CAS TouchPad - version logicielle 3.9.0.463
• TI-Nspire CX / TI-Nspire CX-C - éditions matérielles CR4+ - version logicielle 4.5.1.12
• TI-Nspire CX CAS / TI-Nspire CX-C CAS - éditions matérielles CR4+ - version 4.5.1.12
• TI-Nspire CX II - version logicielle 5.1.3.73
• TI-Nspire CX II-T - version logicielle 5.1.3.73
• TI-Nspire CX II CAS / TI-Nspire CX II-T CAS / TI-Nspire CX II-C CAS - version logicielle 5.1.3.1683

Nous tiendrons également compte d'éléments logiciels préchargés ou rajoutables, en te précisant si ils restent accessibles en mode examen ou pas :

• éléments officiels préchargés du constructeur
• éléments officiels rajoutables du constructeur
• éléments tiers rajoutables lorsque de qualité professionnelle (Omega, KhiCAS, ...)

Quels modèles auront l'honneur de gravir les marches du podium cette année et dans quel ordre ?
Quels sont les pièges ou même arnaques à éviter ?

Nous te dirons tout et même plus encore.

En tous cas 2019-2020 fut une année scolaire extrêmement riche en terme de mises à jour logicielles et de production d'éléments, les différents constructeurs et acteurs se sont presque tous surpassés; il faut s'attendre à quelques surprises, parfois même en mode examen...

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Quelle Calculatrice programmable Choisir 2020
(index des épisodes)

Episode 1 - Poids et mesures

Dans l'épisode d'aujourd'hui nous allons nous intéresser à ton confort, avec les poids et tailles des différents modèles conformes ou se disant conformes 2021, ainsi que de leur écran.


Sommaire :

1. Poids et mesures des boîtiers
2. Mesures des écrans
3. Résumé données

1) Poids et mesures des boîtiers :Go to top

Les constructeurs fournissent les poids de leurs calculatrices, mais nous ignorons si elles sont pesées dans les mêmes conditions. Nous ressortons donc la balance de cuisine et allons effectuer deux mesures :

• en CNT, Conditions Normales de Transport : la calculatrice est ici accompagnée de tous ses accessoires essentiels (piles ou batterie, clavier lorsque amovible, ...) ainsi que de tous les accessoires pouvant être rangés par fixation sur son boîtier (couvercle, stylet tactile si concernée, ...).
• en CNU, Conditions Normales d'Utilisation : la calculatrice est ici munie de ses seuls accessoires essentiels.

Quant aux mesures des dimensions des boîtiers de nos calculatrices, finie la méthode artisanale au triple décimètre cette année, méthode qui avait le défaut d'une marge d'erreur de l'ordre du millimètre, bien gênant lorsque nombre de modèle ont à peu près le même format à quelques millimètres près. Nous utiliserons donc un tout nouveau protocole cette année munis de notre dernier invertissement, un pied à coulisse numérique.

Niveau protocole, dans chacune des trois dimensions de la calculatrice nous écarterons le pied à coulisse jusqu'à ce que le boîtier puisse le traverser sans accrocher, retenant ainsi la dimension la plus grande à chaque fois.

C'est-à-dire notamment que cette année, nous comptons les patins et touches dans l'épaisseur des calculatrices.

Bien plus fiable et précis cela nous permet de traiter à égalité tous les modèles, et donc d’exhiber des comparaisons pertinentes.

En CNT, les TI-82 Advanced et TI-84 Plus T pèsent 275 g pour une taille de 19,26 × 8,93 × 2,7 = 464,474 cm³.

Une fois le couvercle retiré et donc en CNU, elles passent à 236 g pour 19,04 × 8,41 × 2,36 = 377,839 cm³.

Les dernières TI-83 Premium CE Edition Python et TI-84 Plus CE-T Python Edition sont bien plus agréables à transporter, avec 191 g pour 19,22 × 8,67 × 2,00 = 333,292 cm³.

En CNU il s'agit même des calculatrices que tu glisseras le plus facilement dans ta poche, avec seulement 8,19 cm de largeur. Plus précisément 171 g pour 18,97 × 8,19 × 1,62 = 251,717 cm³.

Les anciens modèles TI-83 Premium CE et TI-84 Plus CE-T utilisent le même format en à peine plus léger, 201 g en CNT et 161 g en CNU.

Toutefois, l'ancienne TI-83 Premium CE aura besoin du module externe TI-Python pour permettre de saisir et tester ses scripts Python en classe, le module étant interdit aux examens. Cela rajoute 20 g ou même 33 g si l'on compte le câble que tu devras également trimballer, et occupera un espace de rangement supplémentaire dans ton sac de 4,06 × 3,60 × 2,19 = 32,009 cm³.

Passons aux calculatrices TI-Nspire monochromes. Munies de leurs oreilles caractéristiques ce sont les calculatrices les plus grandes, battant les records de largeur et épaisseur avec 20,19 × 10,06 × 2,67 = 541,173 cm³ en CNT (oui oui, plus d'un demi-litre...), et 19,95 × 10,06 × 2,42 = 485,589 cm³.

Les modèles TouchPad munis du pavé tactile sont même les calculatrices les plus lourdes, avec pas moins de 366 g en CNT et 329 g en CNU.

L'ancienne TI-Nspire non tactile quant à elle est un peu plus légère malgré le même format, 359 g en CNT et 322 g en CNU.

Les TI-Nspire CX alourdissent ton sac de 238 g en CNT pour 194 g en CNU.

Elles occupent 19,35 × 9,18 × 2,10 = 373,068 cm³ en CNT et 19,11 × 8,73 × 1,63 = 271,919 cm³ en CNU.

Les anciennes Casio Graph 35+E et Graph 25+E utilisent un boîtier tout en rondeurs qui finalement rentre dans un pavé de 18,25 × 8,74 × 2,66 = 427,307 cm³ en CNT et 18,01 × 8,74 × 2,24 = 352,414 cm³.

La Graph 35+E pèse 244 g en CNT et 201 g en CNU.

La Graph 25+E un peu moins car dépourvue de la connectique USB, 242 g en CNT et 199 g en CNU.

Les Casio Graph 35+E II et Graph 25+E II utilisent un même boîtier au format 17,80 × 8,88 × 2,51 = 396,629 cm³ en CNT et 17,57 × 8,36 × 2,09 = 307,025 cm³ en CNU.

La Graph 35+E II pèse 236 g en CNT et 188 g en CNU.

La Graph 25+E II un peu moins car ici encore dépourvue du port USB, 234 g en CNT et 186 g en CNU.

La Casio Graph 75+E n'a elle non plus rien de rectangulaire. C'est même la calculatrice la plus épaisse en CNT avec 18,65 × 9,11 × 2,72 = 462,008 cm³, pour 18,42 × 9,11 × 2,26 = 379,242 cm³ en CNU.

Elle alourdira ton sac de 258 g, pour 214 g en CNU.

La Casio Graph 90+E est la calculatrice couleur la plus large et la plus épaisse en CNT, ce dernier record venant essentiellement de son alimentation par piles AAA. 18,89 × 9,56 × 2,53 = 456,937 cm³, pour 18,89 × 8,93 × 2,04 = 344,159 cm³ en CNU.

Elle pèse 275 g en CNT pour 223 g en CNU.

Voici enfin la Casio fx-CP400+E ou le Goliath des calculatrices, la plus grosse et la plus lourde parmi les modèles couleurs.

20,90 × 9,44 × 2,45 = 483,421 cm³ pour 359 g en CNT.
20,90 × 8,96 × 2,17 = 400,880 cm³ pour 308 g en CNU.

La HP Prime occupe 18,46 × 9,30 × 1,79 = 307,354 cm³ pour 225 g en CNT.

En CNU elle passe à 18,13 × 8,50 × 1,42 = 218,781 cm³ pour 180 g.

Petit interlude maintenant avec les Lexibook GC3000FR et Esquisse GCEXFR qui, crois-le ou pas, ont elles aussi quelque chose de remarquable.

En CNT c'est du 18,74 × 8,89 × 2,54 = 423,115 cm³ pour seulement 206 g.
En CNU ça donne 18,52 × 8,30 × 2,26 = 347,379 cm³ pour seulement 165 g.

Le record dans tout ça ? La masse volumique qui en découle, respectivement 0,475 g/cm³ et 0,487 g/cm³, de très loin la plus faible de toutes les calculatrices !

Relativement aux autres modèles, tu auras l'impression de tenir entre tes mains une boîte vide...

Voici enfin notre petit bijou, la NumWorks, à l'extrême opposé. C'est en effet à la fois la calculatrice la plus fine et la plus petite, un espace ici fort bien rempli, un concentré de technologie.

En CNT nous obtenons 16,05 × 8,53 × 1,52 = 208,137 cm³ pour 163 g.
En CNU nous avons 16,05 × 8,21 × 1,17 = 154,200 cm³ pour 129 g.

Et pour finir, la Casio fx-92+ Spéciale Collège est la calculatrice la plus légère et la moins large.

En CNT c'est du 16,76 × 8,18 × 2,18 = 298,853 cm³ pour 138 g.
En CNU c'est ici 16,57 × 7,71 × 1,52 = 194,140 cm³ pour 129 g.

2) Mesures des écrans :Go to top

Mais, pour une calculatrice, être petit n'a pas que des avantages, et être gros n'a pas que des inconvénients. En effet une grande taille permet, en théorie, un plus grand écran.

Passons donc maintenant aux mesures d'écran. Nous ne tiendront compte que de la zone utile de l'écran c'est-à-dire pouvant afficher quelque chose, excluant donc les bordures notamment sur les modèles monochromes.

Avec 2,39" pour la plus petite diagonale d'écran, l'ancienne Casio Graph 25+E nous présente l'un des plus petits de toutes les calculatrices graphiques : 5,45 × 2,70 = 14,72 cm² de surface affichable.

Relativement à la surface de son boîtier, c'est également le pire rapport, seuls 9,35% de la surface du boîtier servent effectivment à afficher quelque chose.

2,42" de diagonale, c'est cette fois-ci la Casio fx-92+ Spéciale Collège avec son écran allongé horizontalement de 5,75 × 2,15 = 12,36 cm², soit cette fois-ci bien le plus petit toutes calculatrices confondues.

Un affichage sur donc 9,68% de la face avant de son boîtier.

2,48", c'est maintenant les TI-82 Advanced et TI-84 Plus T.

Ecran de 5,25 × 3,50 = 18,38 cm² soit le plus étroit toutes calculatrices confondues, pour seulement 11,48% de la surface globale.

2,57", c'est maintenant la diagonale de l'écran commun aux Graph 25+E II, Graph 35+E II et Graph 35.

5,85 × 2,90 = 16,97 cm² de surface affichable, soit 11,55% de la surface totale.

2,63" c'est la diagonale du plus petit rectangle circonscrit aux zones affichables de l'écran des Lexibook GC3000FR et Esquisse GCEXFR.

Des zones actives rentrant donc dans 5,80 × 3,30 = 19,14 cm², soit 12,45% de la face avant.

2,83", c'est l'écran des TI-83 Premium CE et TI-84 Plus CE-T avec 5,75 × 4,30 = 24,73 cm², le plus petit écran couleur.

15,91% de la face avant de la calculatrice est donc occupée par l'écran, le pire rapport de toutes les calculatrices à écran couleur.

C'est ce même écran qui est également utilisé sur les NumWorks.

18,76% de la surface de la calculatrice sont donc ici utiles.

2,96" caractérisent le regretté écran de la Casio Graph 75+E.

Ici c'est 6,70 × 3,40 = 22,78 cm², soit 13,57%.

3,13" nous décrivent l'écran des TI-Nspire CX.

Nous avons ici 6,35 × 4,80 = 30,48 cm², soit 18,27% de la surface.

Avec 3,28" maintenant, voici le superbe écran de la Casio Graph 90+E, le plus large toutes calculatrices confondues.

7,25 × 4,10 = 29,73 cm², pour 17,62% de la face avant.

Nous sautons maintenant directement à 3,44", voici enfin le formidable écran de la HP Prime.

Pas moins de 7,00 × 5,25 = 36,75 cm², pour un formidable 23,85% de la surface.

Même dimensions pour l'écran des TI-Nspire monochromes, mais avec ici 18,36%.

Nous bondissons enfin à 4,76", voici le gigantesque écran de la Casio fx-CP400+E.

6,25 × 10,35 = 64,69 cm², pour un espace occupé de 35,02% de la face avant de la calculatrice !

Mais après, la seule taille de l'écran ne fait pas tout... A bientôt.

3) Résumé données :Go to top

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Quelle Calculatrice programmable Choisir 2020
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Episode 2 - Langages et Python

Le langage de programmation Python est maintenant essentiel au lycée.

Cette année plusieurs tests seront construits autour de scripts Python, et pas seulement les tests spécifiques au Python.

Dans l'épisode d'aujourd'hui nous allons nous intéresser aux langages de programmation que comprends ta calculatrice.

Commençons par enfoncer les portes ouvertes, les Lexibook GC3000FR et Esquisse GCFR sont totalement analphabètes.
Elles ne comprennent aucun langage car ce ne sont tout simplement pas des calculatrices programmables.

La touche

PROG

qu'elles exhibent honteusement n'a strictement rien à voir avec la saisie d'un programme.
Elle permet tout simplement de mémoriser une série d'opérations, une fonctionnalité que les calculatrices scientifiques Texas Instruments exposent via une touche

OP

, y compris la dernière TI-Collège Plus.

Après nous avons des modèles qui sont programmables mais pas en Python, et avec un langage beaucoup trop éloigné. C'est-à-dire que la traduction de scripts Python pour ta calculatrice te sera la plupart du temps totalement impossible.

Ce sont les :

• Casio fx-92+ Spéciale Collège avec un langage à la Scratch
• Casio Graph 25+E II et Casio Graph 25+E avec le Casio Basic, un langage interprété spécifique à Casio
• TI-82 Advanced, TI-84 Plus T et anciennes TI-84 Plus CE-T avec le TI-Basic, un langage interprété spécifique à Texas Instruments

Si pas encore mise à jour en version 5.5.5 ou supérieure, la TI-84 Plus CE-T est également programmable en langage machine, et ce directement depuis la calculatrice.

Attention toutefois, les TI-84 Plus T et TI-84 Plus CE-T interdisent toute programmation une fois passées en mode examen.

Viennent maintenant les calculatrices qui disposent d'un langage de programmation orienté fonctions. C'est-à-dire que les programmes créés prennent la forme de fonctions, sont appelables avec arguments sous la forme de fonctions, peuvent s'appeler entre eux et même se rappeler eux-mêmes. Ce n'est pas du Python, mais sur calculatrices il s'agit d'une forme de langage spécifique aux modèles haut de gamme et donc beaucoup plus évoluée.

En pratique cela rend possible dans nombre de cas la traduction de scripts Python pour ta calculatrice.

Cela concerne les :

• Casio fx-CP400+E avec une version orientée fonctions du Casio Basic
• HP Prime avec le HPPPL
• TI-Nspire avec une version orientée fonctions du TI-Basic

Les TI-Nspire ont également la particularité de permettre d'exécuter des scripts Lua. Mais il n'est officiellement pas possible de les créer ou modifier directement depuis la calculatrice.

Certains modèles vont même au-delà, comme la HP Prime qui en mode CAS gère une syntaxe Python.

C'est loin de permettre de transcrire tous les cas et d'être fiable à 100%, mais c'est déjà mieux.

Parlons maintenant des modèles qui ne sont pas programmables en Python à ce jour, mais où il devrait être possible un jour plus ou moins lointain, de rajouter la programmation Python.

Les TI-Nspire CX II devaient initialement bénéficier d'une mise à jour rajoutant gratuitement la programmation Python pour la rentrée 2020, puis a été annoncé courant septembre 2020. Nous ne disposons pas de la préversion en question, il est possible que du retard ait été pris suite à l'épidémie. Le site allemand de Texas Instruments annonce d'ailleurs de façon plus imprécise automne 2020, ce qui pourrait être plus lointain. Dans tous les cas ce sera certainement disponible en 2020, et donc largement à temps pour tes examens 2021.
Nous informons donc sur cette possibilité future, mais ne pourrons pas la chiffrer au classement final en l'absence d'une préversion.

Une mise à jour HP Prime rajoutant une application Python est également dans les tuyaux. Mais ici à date aucune annonce officielle, c'est juste qu'une version intégrant cette fonctionnalité a par erreur été temporairement publiée en octobre 2019, dans le contexte de la sortie de versions bêta.

Cela a certainement évolué depuis mais la version en question, bien que fonctionnelle au niveau du Python, était très instable ce qui allait même jusqu'à impacter des fonctionnalités hors de l'application Python.
Sans communication officielle, nous ne pouvons absolument pas te garantir que ça sortira en 2020-2021.
En tous cas nous faisons le choix de ne pas évaluer cette version très préliminaire pouvant être qualifiée de alpha, à cause de l'instabilité et de ses divers autres inconvénients qui la pénaliseraient au classement.

Elle est en pratique quasiment inutilisable, nous te déconseillons fortement de l'installer dans le contexte d'évaluations.

Arrivent maintenant les calculatrices qui ne sont d'origine pas programmables en Python, mais sur lesquelles on peut dès maintenant rajouter la programmation Python.

Il s'agit des :

• Casio Graph 75+E avec l'application CasioPython
• anciennes Casio Graph 35+E via une installation du système Graph 75+E puis de l'application CasioPython
• anciennes TI-83 Premium CE via le module externe TI-Python
• TI-Nspire monochromes et anciennes TI-Nspire CX via l'installation de Ndless puis des programmes MicroPython ou KhiCAS

Attention toutefois :

• l'application CasioPython est inutilisable en mode examen
• Ndless n'est à ce jour pas installable sur les TI-Nspire faisant tourner une version système 4.5.1 ou supérieure
• les programmes MicroPython et KhiCAS disparaîtront également en mode examen
• le module externe TI-Python est quant à lui fonctionnel en mode examen, mais hélas interdit aux examens français, comme tout module externe qu'il soit enfichable ou câblé

Tous les modèles sont également programmables dans leur langage interprété historique TI-Basic ou Casio Basic.

Avec le système Graph 75+E les Casio sont de plus programmables en langage machine, mais pas directement depuis la calculatrice

Si pas encore mise à jour en version 5.5.1 ou supérieure, la TI-83 Premium CE est programmable en langage machine directement depuis la calculatrice.

Et enfin voici les calculatrices venant d'origine avec la programmation Python !

Ce sont les Casio Graph 35+E II, Casio Graph 90+E, NumWorks, TI-83 Premium CE Edition Python et TI-84 Plus CE-T Python Edition.

Tous les modèles Casio et Texas Instruments sont également programmables dans leur langage interprété historique TI-Basic ou Casio Basic.

Les Casio sont ici encore programmables en langage machine, mais pas directement depuis la calculatrice

Si pas encore mise à jour en version 5.5.1 ou supérieure, la TI-83 Premium CE Edition Python est directement programmable en langage machine.

Attention toutefois, la TI-84 Plus CE-T Python Edition interdit toute programmation une fois passée en mode examen.

Résumé donc des capacités des différents modèles autour de la programmation Python, avec :

• en haut les possibilités hors mode examen, ainsi qu'avec les mises à jour à venir (TI-Nspire CX II et de façon moins certaine HP Prime)
• en bas les capacités de la machine en mode examen sur les versions actuellement à notre disposition

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Episode 3 - Python et pile (stack)

Dans l'épisode précédent nous avons donc vu quelles calculatrices étaient programmables en langage Python parmi celles conformes ou se prétendant conformes pour les examens 2021 et au-delà.

Les interpréteurs MicroPython ou similaires qu'elles font tourner font appel à 3 types de mémoires avec les rôles suivants :

• la mémoire de stockage qui accueille et conserve tes scripts
• le stack (pile) qui, à l'exécution, accueille les références vers les objets créés
• le heap (tas) qui, à l'exécution, accueille le contenu de ces objets

En gros le stack limite donc le nombre d'objets différents pouvant exister simultanément en mémoire, alors que le heap limite la taille globale occupée par le contenu de ces objets.

Hors besoins très spécifiques ce n'est habituellement pas le facteur le plus limitant dans les projets pour qui sait optimiser son code, mais aujoud'hui nous allons commencer par nous intéresser au stack.

A ce jour nous ne savons pas mesurer exactement la capacité du stack. Mais par contre nous pouvons en déclencher une consommation massive, afin de pouvoir comparer et voir quels modèles s'en sortent le mieux.

Une situation très simple qui peut être grand consommatrice de stack c'est la récursivité, soit les fonctions qui se rappellent elles-mêmes. Notre protocole de test aujourd'hui va consister à lancer test(compte_r) à partir du script suivant :

Code: Tout sélectionner

def compte_r(n):
  return n>0 and 1 + compte_r(n-1)

def test(f):
  n = 0
  try:
    while 1:
      n = f(n) + 1
  except Exception as e:
    print(e)
  return n

compte_r(n) est donc ici notre fonction récursive qui compte récursivement de 1 à n.

test(f) quant à elle va donc tester des appels f(n) avec n de plus en plus grand, jusqu'à déclenchement d'une erreur qui sera précisée.

Commençons donc avec les Casio Graph 35+E II et Graph 90+E et leur application Python officielle.

Le paramètre d'appel doit monter jusqu'à 82 pour permettre comme indiqué l'épuisement du stack.

Restons chez Casio mais cette fois-ci avec l'application tierce CasioPython. Elle est compatible avec différents modèles monochromes :

• Graph 75+E
• Graph 35+E via une installation du système Graph 75+E
• Graph 35+E II

Sur les deux premiers nous obtenons une valeur limite extraordinaire de 5362.

Par contre un bug de CasioPython hélas toujours pas corrigé depuis l'année dernière lui fait prendre la Graph 35+E II pour un ancien modèle et réduire sa consommation mémoire, pour une valeur limite quand même relativement impressionnante de 655.

Il est à noter ici que le stack n'est a priori pas forcément épuisé, car la raison de l'erreur est différente. Ici c'est en effet la limite de récursivité configurée qui a été franchie.

Certes en Python on peut consulter cette limite via sys.getrecursionlimit() et même l'ajuster dynamiquement via sys.setrecursionlimit().

Mais ici l'application CasioPython utilise une implémentation MicroPython, ce qui fait que le module sys n'inclut pas ces accesseurs.

Passons maintenant aux TI-83 Premium CE Edition Python et TI-84 Plus CE-T Python Edition. Il y a visiblement du mieux par rapport à l'année dernière !

Texas Instruments a en effet repoussé la limite de 23 à 28 via ses dernières mises à jour 5.5.1 et 5.5.5 !

L'ancienne TI-83 Premium CE permet également la programmation Python si munies du module externe TI-Python, module interdit aux examens français mais parfaitement utilisable en classe ainsi qu'aux évaluations si l'enseignant le permet.

Le firmware TI-Python officiel nous permet ici d'aller jusqu'à 20 limite des niveaux de récursion et non du stack ici encore.

Le firmware tiers fourni par Lionel Debroux, bien que proposant nombre d'améliorations, a le défaut de baisser cette valeur limite à 15.

Ici il ne s'agit pas d'une implementation MicroPython mais propriétaire TI-Python, en réalité construite à partir de l'implémentation libre CircuitPython. En tous cas cela ne change rien, le module sys n'a pas ce qu'il faut pour nous permettre d'explorer plus loin via cette méthode.

Sur NumWorks ici aussi il y a eu du nouveau depuis l'année dernière, le constructeur ayant annoncé avoir quadruplé la taille du stack lors de la mise à jour intermédiaire 13.1.0.

Effectivement nous avons ici une progression formidable de la valeur limite, de 33 à 128 !

Mais nous n'en avons pas encore terminé avec les NumWorks. Il est possible de leur installer très facilement un firmware tiers, Omega, qui leur rajoute plein de fonctionnalités y compris en mode examen !

Sur la dernière édition matérielle NumWorks N0110, Omega permet notamment l'ajout d'applications. Plusieurs sont disponibles dont l'application de mathématiques intégrée KhiCAS par Bernard Parisse, enseignant chercheur à l'Université de Grenoble, une version adaptée aux plateformes nomades qui s'inspire de son propre logiciel de Mathématiques intégré Xcas, et en reprend notamment le moteur de calcul formel GIAC.

Et bien Bernard est justement en train de te préparer une mise à jour majeure de KhiCAS pour l'année scolaire 2020-2021, déjà accessible en version de test. Au menu des nouveautés une sous-application tableur / feuille de calculs, ainsi que l'intégration d'un véritable interpréteur MicroPython !

Donc pour information, dans le mode interpréteur Python de KhiCAS, la limite est impactée mais très légèrement, passant à 126. Un bien maigre prix à payer par rapport à tous les avantages !

Pour les TI-Nspire CX II, nous ne disposons hélas pas encore de préversion de la mise à jour qui devrait sortir mi-septembre 2020 et rajouter la programmation Python.

Pour les anciens modèles TI-Nspire CX et TI-Nspire monochromes par contre, si non encore mis à jour en version 4.5.1 ou supérieure, il est possible d'installer le jailbreak Ndless qui autorise à son tour par la suite l'installation d'applications tierces.

Attention toutefois, contrairement aux applications Omega pour NumWorks, les applications Ndless ont le gros défaut de ne pas rester disponibles en mode examen !

Une fois Ndless installé, on peut par exemple rajouter l'application MicroPython, pour une limite ici de 130.

Mais pour les seules anciennes TI-Nspire CX, ce n'est pas tout. Bernard Parisse est également en train de préparer ici la même mise à jour majeure de l'application KhiCAS que pour NumWorks, avec feuille de calcul / tableur et véritable interpréteur MicroPython intégrés, également disponible en version de test !

Ici la valeur limite monte même à 155 !

Une mise à jour HP Prime rajoutant une application Python est dans les tuyaux. Aucune date de sortie connue à ce jour, mais une version intégrant cette fonctionnalité a été publiée par erreur en octobre 2019.

Cela a sûrement été corrigé depuis, mais cette vieille version est en pratique très instable, les fonctionnalités Python se payant bien cher... Nous te déconseillons fortement de l'installer dans le contexte d'évaluations.

Nous ne pourrons pas la classer en l'état, mais rien n'empêche d'en parler et de te donner un avant-goût de ce qui t'attend.

Donc ici, la limite est de 77.

Résumé donc des capacités des différents modèles autour du stack Python, avec :

• en haut les possibilités hors mode examen ou à venir dans de prochaines mises à jour lorsque connues (HP Prime, mais nous ignorons quand...)
• en bas les capacités de la machine en mode examen sur les versions actuellement à notre disposition

[critor]

Quelle Calculatrice programmable Choisir 2020
(index des épisodes)

Episode 4 - Python et tas (heap)

Les interpréteurs MicroPython ou similaires qu'elles font tourner font appel à 3 types de mémoires avec les rôles suivants :

• la mémoire de stockage qui accueille et conserve tes scripts
• le stack (pile) qui, à l'exécution, accueille les références vers les objets créés
• le heap (tas) qui, à l'exécution, accueille le contenu de ces objets

En gros le stack limite donc le nombre d'objets différents pouvant exister simultanément en mémoire, alors que le heap limite la taille globale occupée par le contenu de ces objets.

Dans l'épisode précédent nous avons comparé les tailles de stack offertes par les calculatrices programmables en langage Python.

Aujourd'hui nous allons nous intéresser au heap. Cet espace est extrêmement important et surtout sur les plateformes nomades, car contrairement à d'autres langages les objets Python les plus simples ont le défaut d'être assez gros. Ce sera le plus souvent le heap le facteur le plus limitant pour tes projets.

Le temps de construire ensemble notre protocole de tests, commençons par les TI-83 Premium CE Edition Python et TI-84 Plus CE-T Edition Python. Elles sont hautement intéressantes pour comprendre ce qui se passe, puisque disposant du module Python gc. Le module gc nous offre en effet plusieurs fonctions bien utiles ici :

• gc.collect() pour nettoyer le heap en supprimant les valeurs d'objets Python qui ne sont plus référencées
• gc.mem_alloc() pour connaître la consommation du heap en octets
• gc.mem_free() pour connaître l'espace heap disponible en octets

Les TI-83 Premium CE Edition Python et TI-84 Plus CE-T Edition Python disposent donc d'un heap avec exactement 19,968 Ko de capacité.
Mais lorsque l'on accède à l'environnement Python, nombre de choses sont initialisées et ce heap n'est pas vide. Les dernières versions respectives 5.5.1 et 5.5.5 ne nous offrent plus que 17,104 Ko de libres sur le heap, alors que la version 5.4 de l'année dernière culminait à 19,408 Ko.

Précisions que cet espace libre a de plus ici été amputé de par notre importation du module gc. Ce module n'étant hélas disponible que sur une minorité de Pythonnettes il va nous falloir procéder autrement, surtout si l'on souhaite obtenir des mesures comparables.

Donnons quelques éléments de taille en mémoire d'objets Python usuels, du moins sur les plateformes 32 bits que sont nos calculatrices :

• pour un entier nul : 24 octets déjà...
• pour un entier court non nul (codable sur 31 bits + 1 bit de signe) : 28 octets
• pour un entier long :
  
  • 28 octets
  • + 4 octets pour chaque groupe de 30 bits utilisé par son écriture binaire au-delà des 31 bits précédents
• pour une chaîne:
  
  • 49 octets
  • + 1 octet par caractère
• pour une liste :
  
  • 64 octets
  • + 8 octets par élément
  • + les tailles de chaque élément

Voici une fonction qui retourne la taille d'un objet selon ces règles :

Code: Tout sélectionner

def size(o):
  t = type(o)
  s = t == str and 49 + len(o)
  if t == int:
    s = 24
    while o:
      s += 4
      o >>= 30
  elif t == list:
    s = 64 + 8*len(o)
    for so in o:
      s += size(so)
  return s

Une piste consiste alors à tenter de remplir le heap jusqu'à déclenchement d'une erreur, et retourner alors l'espace maximal que l'on a réussi à consommer. Voici justement une fonction en ce sens :

Code: Tout sélectionner

def mem(v=1):
  try:
    l=[]
    try:
      l.append(0)
      l.append(0)
      l.append("")
      l[2] += "x"
      while 1:
        try:
          l[2] += l[2][l[1]:]
        except:
          if l[1] < len(l[2]) - 1:
            l[1] = len(l[2]) - 1
          else:
            raise(Exception)
    except:
      if v:
        print("+", size(l))
      try:
        l[0] += size(l)
      except:
        pass
      try:
        l[0] += mem(v)
      except:
        pass
      return l[0]
  except:
    return 0

L'appel mem(0) semble marcher comme souhaité, retournant une valeur qui peut comme prévu légèrement dépasser les 17,104 Ko trouvés plus haut.

Mais voilà autre petit problème, le résultat n'est pas toujours le même, dépendant en effet de l'état du heap lors de l'appel. Rien que sur les résultats ci-contre, nous avons une marge d'erreur de 1 à 2%.

C'est beaucoup, en tous cas suffisamment pour inverser injustement des modèles au classement. Or cette année, nous tenons à être aussi précis que possible comme tu as pu le voir dès notre 1^er épisode, afin justement de produire un classement aussi équitable que possible.

Certes, on pourrait nettoyer ça avant chaque appel avec gc.collect(), mais ce ne serait pas juste puisque nous n'aurons pas cette possibilité sur nombre de modèles concurrents. Il nous faut donc trouver autre chose.

L'absence du module gc et donc de gc.collect() ne signifie absolument pas que le heap ne sera jamais nettoyé. C'est juste que nous ne contrôlons pas le moment où il le sera.

Et bien voici l'élément final du protocole de test que nous te proposons, avec une boucle répétant des appels mem(0), ce qui devrait finir par déclencher des nettoyages du heap, et te signalant à chaque fois que la valeur retournée bat ainsi un nouveau record :

Code: Tout sélectionner

def testmem():
  m = 0
  while 1:
    t = mem(0)
    if t > m:
      m = t
      input(str(m))

testmem() signale au départ rapidement plusieurs nouveaux records d'occupation mémoire. Battre chaque nouveau record est de plus en plus difficile, et les nouveaux affichages nécessitent de plus en plus de temps. Nous arrêtons le test lorsque le dernier record n'aura pas pu être battu malgré 5 minutes écoulées depuis son affichage.

Nous aurions donc 17,233 Ko disponibles sur le heap.

Mais ici encore lorsque nous réalisons notre appel, le heap a déjà été entâmé par l'importation de notre script de test.

Pas grave, il nous suffit tout simplement d'utiliser le module gc pour connaître la consommation heap de notre script.

736 octets donc, qu'il nous suffira d'ajouter à toutes les valeurs obtenues dans ce qui suit.

Nous avons donc ici sur TI-83 Premium CE Edition Python et TI-84 Plus CE-T Edition Python 17,233+0,736= 17,969 Ko. Et entre nous, ce n'est franchement pas beaucoup.

Prenons maintenant l'ancienne TI-83 Premium CE munie du module externe TI-Python interdit aux examens français, mais restant utilisable en classe ainsi qu'aux évaluations si l'enseignant le permet.

Ce n'est pas la panacée mais c'est quand même sensiblement mieux, avec 19,496+0,736= 20,232 Ko.

Conscient du problème de sous-dimensionnement de ce heap, Lionel Debroux a développé un firmware tiers pour le module externe TI-Python.

Si tu l'installes tu bénéficieras donc d'un espace heap disponible nettement amélioré, avec 22,158+0,736= 22,894 Ko.

C'est donc au-delà de la capacité heap de 19,968 Ko trouvée plus haut pour le firmware officiel, mais c'est normal puisque l'on se rend compte que Lionel a en effet passé la capacité heap à 22,912 Ko.

Arrive maintenant la NumWorks. Depuis l'année dernière, nous passons de la version 12.2 à 14.4. Enormément de choses ont été apportées par les mises à jour intermédiaires.

Et justement, le heap qui était à 15,557+0,736= 16,293 Ko utilisables pour tes scripts, double à 31,485+0,736= 32,221 Ko !

Mais la chose ne s'arrête pas là. Il est possible très facilement sur ta NumWorks d'installer un firmware tiers, Omega. Basé sur le firmware officiel dont il suit les évolutions, il lui rajoute plein de fonctionnalités utiles et légitimes qui auront le gros avantage de rester disponible en mode examen !

Sur la dernière édition matérielle NumWorks N0110, Omega permet notamment l'ajout d'applications. Plusieurs sont disponibles dont l'application de mathématiques intégrée KhiCAS par Bernard Parisse, enseignant chercheur à l'Université de Grenoble, une version adaptée aux plateformes nomades qui s'inspire de son propre logiciel de Mathématiques intégré Xcas, et en reprend notamment le moteur de calcul formel GIAC.

Et bien Bernard est justement en train de te préparer une mise à jour majeure de KhiCAS pour l'année scolaire 2020-2021, déjà accessible en version de test. Au menu des nouveautés une sous-application tableur / feuille de calculs, ainsi que l'intégration d'un véritable interpréteur MicroPython !

Et grosse surprise puisque nous bondissons ici à 39,747+0,736= 40,483 Ko de heap disponible, Bernard ayant en effet eu la bonne idée de passer la capacité heap à 40 Ko !

Mais ce n'est pas tout, KhiCAS est notamment la seule solution Python sur calculatrices à te permettre de choisir toi-même la taille du heap, par défaut donc de 40 Ko, et ce librement entre 16 Ko et 64 Ko, une formidable option pour estimer la consommation heap de tes projets !

Passons donc ça à 64 Ko, et effectivement nous obtenons maintenant un espace heap disponible de 63,660+0,736= 64,396 Ko !

La Casio Graph 35+E II nous crève maintenant le plafond avec pas moins de 99,490+0,736= 100,226 Ko de heap disponible dans son application Python officielle !

Il existe aussi une application Python tierce pour les Casio Graph monochromes, CasioPython. Elle est compatible avec les modèles suivants, mais hélas bloquée par le mode examen :

• Graph 75+E
• Graph 35+E via une installation du système Graph 75+E
• Graph 35+E II

Sur les deux premiers nous nous envolons à pas moins de 257,026+0,736= 257,762 Ko !

En effet selon le module gc, la capacité heap a ici été réglée à 258,048 Ko.

Hélas, un bug toujours pas corrigé depuis l'année dernière fait que CasioPython reconnaît bêtement la Graph 35+E II comme un ancien modèle, n'y réservant alors qu'une capacité heap de 32,256 Ko.

Nous n'obtenons alors qu'un espace heap libre de 31,163+0,736= 31,899 Ko, ici donc sans aucun intérêt par rapport à l'application Python officielle.

La Casio Graph 90+E nous met maintenant en orbite avec un formidable 1031,713+0,736= 1032,449 Ko soit 1,032 Mo, de quoi développer de fantastiques projets !

Pour les TI-Nspire CX II, nous ne disposons hélas pas à ce jour de préversion de la mise à jour qui devrait sortir mi-septembre 2020 et rajouter la programmation Python.

Pour les anciens modèles TI-Nspire CX et TI-Nspire monochromes par contre, si non encore mis à jour en version 4.5.1 ou supérieure, il est possible de leur installer le jailbreak Ndless qui autorise à son tour par la suite l'installation d'applications tierces.

Attention toutefois, contrairement aux applications Omega pour NumWorks, Ndless fait hélas le choix de s'effacer totalement devant le mode examen !

Les applications Ndless seront donc inutilisables, y compris donc les applications parfaitement légitimes comme MicroPython apportant des fonctionnalités disponibles en mode examen sur d'autres modèles.

Une fois Ndless installé, on peut par exemple rajouter l'application MicroPython qui nous fait littéralement quitter l'attraction terrestre avec pas moins de 2080,065+0,736= 2080,801 Ko soit 2,081 Mo !

En creusant un petit peu grâce au module gc ici disponible, nous découvrons que la capacité heap est de 2,049 Mo.

Mais pour les seules anciennes TI-Nspire CX, ce n'est pas tout. Bernard Parisse est également en train de préparer ici la même mise à jour majeure de l'application KhiCAS que pour NumWorks, avec feuille de calcul / tableur et véritable interpréteur MicroPython intégrés, également disponible en version de test !

Nous sommes ici en retrait même si cela reste parfaitement honorable, avec 1023,812+0,736= 1024,548 Ko soit 1,025 Mo.

En effet la capacité heap n'est ici que de 1,025 Mo selon le module gc.

Une mise à jour HP Prime rajoutant une application Python est dans les tuyaux. Aucune date de sortie communiquée à ce jour, mais une version intégrant cette fonctionnalité a été publiée par erreur en octobre 2019.

Cela a sûrement été corrigé depuis, mais cette vieille version est en pratique très instable. Nous te déconseillons fortement de l'installer dans le contexte d'évaluations.

Nous ne pourrons en l'état la retenir au classement, surtout que nous n'avons aucune garantie qu'elle sorte en 2020-2021, mais nous testons quand même lorsque possible afin de pouvoir t'estimer ce que vaudra la mise à jour en question.

Donc ici encore nous bénéficions d'un heap correctement dimensionné, avec 1017,692+0,736= 1018,428 Ko soit 1,018 Mo de disponibles sur le heap.

Le module gc nous apprend en effet que HP a réglé la capacité de son heap ici encore à 1,025 Mo, exactement comme Bernard.

Résumé de nos mesures, avec donc l'espace heap Python disponible à vide pour chacun des modèles :

• en bas ne tient compte que des seules capacités d'origine officielles de la machine en mode examen sur les versions actuellement à notre disposition
• en haut tient compte de toutes les possibilités évoquées pour d'autres situations (installation d'applications, mises à jour à venir, contexte hors mode examen...)